Avaliação molecular do potencial de produção de saxitoxinas em cianobactérias dos gêneros Cylindrospermopsis e Geitlerinema

• Processo: 16/07414-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia de Ecossistemas
• Pesquisador responsável: Adriana Sturion Lorenzi
• Beneficiário: Barbara de Camargo Moraes
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/15296-2 - Metagenômica comparativa de florações de cianobactérias em reservatórios de água do estado de Pernambuco, AP.JP
• Assunto(s): Cianobactérias Cianotoxinas Cylindrospermopsis Saxitoxina Ensaios enzimáticos Biossíntese Análise molecular Reação em cadeia por polimerase (PCR)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cianobactérias | cianotoxinas | Ecologia molecular | Monitoramento ambiental | Saúde Pública | sequenciamento | Cianobactérias e cianotoxinas

Resumo

Cianobactérias são micro-organismos fotossintéticos oxigênicos, pertencentes ao domínio Bacteria, com distribuição cosmopolita na Terra. Algumas espécies são capazes de produzir potentes toxinas (e.g., microcistinas, saxitoxinas, cilindrospermopsinas, anatoxina-a, anatoxina-a(S), dentre outras), elaboradas por um mecanismo enzimático paralelo à síntese proteica. Em termos biológicos, as saxitoxinas (STX) são neurotoxinas capazes de impedir a propagação normal dos impulsos nervosos nos músculos, causando paralisia, e podendo levar à morte por meio de parada respiratória e asfixia. Sua produção já foi descrita para algumas cianobactérias filamentosas de diferentes gêneros, dentre elas Cylindrospermopsis raciborskii, espécie planctônica comumente encontrada no Brasil em mananciais de água utilizados para abastecimento público. A sequência putativa completa do agrupamento de genes sxt, responsáveis pela biossíntese de STX, foi obtida por meio da técnica de "PCR walking", a partir do genoma de C. raciborskii T3, isolada da represa Billings (SP). No entanto, pouco se sabe sobre a produção de toxinas por cianobactérias bentônicas, apesar de vários registros mundiais de mortes e intoxicações de animais. Recentemente, em 2015, o potencial de produção de saxitoxinas em linhagens da cianobactéria bentônica Geitlerinema (G. amphibium e G. lermmermannii), isoladas da região nordeste do Brasil, foi relatado pela primeira no Brasil, a partir da detecção do gene sxtA, um dos envolvidos na sua biossíntese. O cultivo de cianobactérias em laboratório é bastante restrito e são poucos os estudos realizados em linhagens brasileiras. Este estudo tem por finalidade investigar o potencial para a produção de STX em linhagens de cianobactérias dos gêneros Cylindrospermopsis (plancktônica) e Geitlerinema (bentônica), isoladas de diferentes corpos d'água, principalmente da região nordeste do Brasil. O DNA genômico será extraído e utilizado para amplificação por PCR do gene sxtA. Os amplicons produzidos serão sequenciados e as sequências obtidas serão utilizadas para a determinação de distâncias evolutivas, com base na avaliação de árvores filogenéticas. Essas sequências poderão favorecer a construção futura de biochips para a detecção do potencial toxicológico das cianobactérias em ambientes aquáticos específicos.